JP2013207773A

JP2013207773A - 建造物内無線通信システム用建具

Info

Publication number: JP2013207773A
Application number: JP2012078132A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Matsuda; 宏松田; Takashi Yasuo; 貴司安尾
Original assignee: Lixil Corp
Current assignee: Lixil Corp
Priority date: 2012-03-29
Filing date: 2012-03-29
Publication date: 2013-10-07

Abstract

【課題】住宅などの建造物内での円滑な無線通信を行なうことを可能とする建造物内無線通信システム用建具を提供する。
【解決手段】建造物内無線通信システム１は住宅の空間８同士を仕切る建具３を複数備えている。建具３は建具本体５と電磁波送受信回路１０を備えている。電磁波送受信回路１０は建具本体５のいずれか一方の面側の電磁波を受信すると一方の面側から受信した電磁波と同じ情報を示す電磁波を建具本体５の他方の面側から送信する。
【選択図】図２

Description

本発明は、建造物の居室などの空間同士の無線通信を行なう建造物内無線通信システム用建具に関する。

現在、建造物としての住宅では、携帯端末、ポータブルコンピュータなどの多種多様な電子機器が用いられ、これらの電子機器間では無線通信により情報の送受信が行なわれている。

また、住宅の省エネルギーを図るために、住宅に設置される各種の住宅設備機器のエネルギー管理を行うホームエネルギー・マネジメントシステム（HEMS）では、住宅の各所に設置されたセンサーの検出結果や各種の住宅設備機器の動作状況を示す情報を、サーバーなどに収集する。このために、HEMSでは、センサーの検出結果や各種の住宅設備機器の動作状況を示す情報を、無線通信によりサーバーまで伝えることが提案されている。

なお、自動車では、ドアのハンドルと運転者などの携帯電話との間を無線通信により、自動車のドアのロック及びロック解除を行なう技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許第３６３９２９２号公報

しかしながら、住宅は、高気密、高断熱であることが求められ、これらの高気密、高断熱な住宅では、アルミ箔で覆われた断熱材、アルミニウム合金などで構成されたダクトが設けられている。このために、無線通信で用いられる電磁波（主に、電波）が、前述した断熱材やダクトにより遮られ、電子機器間の無線通信に障害を与えることが考えられる。また、アルミ箔で覆われた断熱材、アルミニウム合金などで構成されたダクトが設けられていない住宅であっても、壁に設けられた鉄骨、アルミサッシ、アルミニウム製の扉、金属製のシャッター、浴室の給湯機器、洗面鏡、ステンレス鋼製のシンク、金属製の換気ダクトなどの住宅設備機器、壁内の電力線、通信線などが、電子機器間の無線通信に障害を与えることが考えられる。このために、住宅内での円滑な無線通信を行なうことが求められる。

また、特許文献１に示された発明は、あくまでも運転者の携帯電話と自動車のドアのハンドルとの間で無線通信により情報の送受信を行なうものであるために、住宅に応用しても、住宅内での円滑な無線通信を行なうことを図ることができない。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、住宅などの建造物内での円滑な無線通信を行なうことを可能とする建造物内無線通信システム用建具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る建造物内無線通信システム用建具は、建造物の空間同士を仕切る建具本体と、前記建具本体のいずれか一方の面側の所定の情報を示す電磁波を受信すると、一方の面側から受信した電磁波と同じ情報を示す電磁波を、前記建具本体の他方の面側から送信する電磁波送受信手段とを、備えることを特徴とする。

この建造物内無線通信システム用建具では、建造物内の空間同士を仕切る建具本体に、一方の面側の電磁波を受信すると他方の面側に同じ情報を示す電磁波を送信する電磁波送受信手段を設けているので、建具本体や空間同士を仕切る壁面が電磁波を通しにくい材料で構成されていても（アルミ箔を含んだ断熱材を用いたり、熱交換用のアルミニウム製のダクトを設けたりしても）、建具本体の一方の面側から他方の面側に電磁波を伝えることができる。このために、建造物内での円滑な無線通信を行なうことができる。

また、建具の建具本体に電磁波送受信手段を設けているので、既存の建造物であっても、本発明の建具に交換することによって、内部での円滑な無線通信を行なうことができなかった建造物であっても、当該建造物の無線通信環境を改善することができる。

また、前記建造物内無線通信システム用建具は、前記建具本体の前記一方の面と前記他方の面との双方に設けられ、かつ前記電磁波を送受信可能な表面部材を備えることが好ましい。

この建造物内無線通信システム用建具では、建具本体の一方の面と他方の面との双方に電磁波を送受信可能な表面部材を設けているので、表面部材を通して電磁波を確実に送受信することができる。したがって、建具本体の一方の面側から他方の面側に電磁波を確実に伝えることができ、建造物内での円滑な無線通信を確実に行なうことができる。

さらに、建造物内無線通信システム用建具では、前記建具本体に設けられた環境センサーを更に備え、前記電磁波送受信手段が、前記建具本体のいずれか一方の面側の所定の情報を示す電磁波と同じ情報と、前記環境センサーの検出結果を示す情報とを合わせた電磁波を、前記建具本体の他方の面側から送信することができる。

この建造物内無線通信システム用建具では、電磁波送受信手段が受信した電磁波と同じ情報と、環境センサーの検出結果を示す情報とを合わせた電磁波を、建具本体の他方の面側から送信するので、各建具に設けられた環境センサーの検出結果を伝えることができ、建造物内での所謂アドホック通信を行なうことができる。また、アドホック通信を行なうことができるので、各建具に設けられた送信手段の出力を抑制することができ、省エネルギーを図ることができ、複数の建具に設けられた送信手段の送信した電磁波同士が干渉することを抑制できる。

本発明に係る建造物内無線通信システム用建具は、建具に一方の面側から受信した電磁波を他方の面側に送信する電磁波送受信手段を備えているので、建造物内での円滑な無線通信を行なうことができる。

図１は、実施形態１に係る建造物内無線通信システムを示す概略構成図である。図２は、実施形態１に係る建造物内無線通信システム用建具の概略の構成を示す図である。図３は、実施形態１に係る建造物内無線通信システム用建具の変形例の概略の構成を示す図である。図４は、実施形態２に係る建造物内無線通信システムを示す概略構成図である。図５は、実施形態２に係る建造物内無線通信システム用建具の概略の構成を示す図である。

以下に、本発明に係る建造物内無線通信システム用建具及び建造物内無線通信システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。

［実施形態１］
図１は、実施形態１に係る建造物内無線通信システムを示す概略構成図、図２は、実施形態１に係る建造物内無線通信システム用建具の概略の構成を示す図である。

図１などに示す実施形態１の建造物内無線通信システム１は、典型的には、建造物の一例としての住宅２に設置されて、住宅２の適宜箇所に設けられた環境センサー４（図２に示す）の検出結果を収集するシステムである。また、建造物内無線通信システム１は、住宅２内での電子機器同士の円滑な無線通信を可能とするものでもある。

建造物内無線通信システム１は、住宅２の空間８同士を仕切る建具３（建造物内無線通信システム用建具に相当）と、サーバー１８などを備えている。本発明では、建具３が仕切る空間８として、住宅２の外部空間、居間、リビングキッチンや寝室などの居室、廊下、トイレ、浴室、物置などが挙げられる。なお、本実施形態では、図１にように、空間８としてリビングキッチン８ａ、寝室８ｂ、廊下８ｃ、トイレ８ｄ、浴室８ｅを示している。

また、本発明では、建具３は、空間８同士を仕切るものを総称し、具体的には、例えばドア、サッシ、間仕切りなどが挙げられる。なお、本実施形態では、図１に示すように、建具３として、二つの空間８同士を仕切る壁面に設けられた戸口を開閉可能に設けられ、かつ戸口を開放することで、空間８同士の住民などの移動を許容する扉を示している。

建具３は、図２に示すように、前記戸口を開閉可能に設けられて、戸口を閉じると住宅２の空間８同士を仕切る建具本体５と、建具本体５の両面５ａ，５ｂに設けられた環境センサー４と、建具本体５に設けられた電磁波送受信手段としての電磁波送受信回路１０とを備えている。建具本体５の両面５ａ，５ｂは、建具本体５が戸口を閉じると、建具本体５が仕切る空間８に面する。また、建具本体５の両面５ａ，５ｂには、少なくとも表面が金属で構成されたノブ６（表面部材に相当する）が設けられている。この少なくとも表面が金属で構成されたノブ６は、電磁波送受信回路１０が送受信する各種の周波数の電磁波を送受信可能である。なお、本実施形態では、表面部材としてノブ６を示しているが、本発明では、表面部材として、建具３の外表面に露出しかつ少なくとも表面が金属で構成された部材を用いることができ、例えは、ノブ６の他に、鍵のシリンダ、クレセント鍵、ヒンジや開閉用ダンパーなどを用いることができる。ノブ６は、建具本体５の鉛直方向の中央に設けられている。

環境センサー４は、空間８の温度、湿度、気圧、風向、風速などの空間８内の環境を検出する。なお、本発明では、環境センサー４として、空間８の温度を検出する温度センサー、空間８内の湿度を検出する湿度センサー、空間８内の気圧を検出する気圧センサー、空間８内の風向を検出する風向センサー、空間８内の風速を検出する風速センサーなどのうち少なくとも一つを用いることができる。環境センサー４は、検出した空間８内の環境をしめす情報を所定時間毎に電磁波送受信回路１０に出力する。

電磁波送受信回路１０は、受信手段としての受信回路１１と、送信手段としての送信回路１２とを少なくとも備えている。受信回路１１及び送信回路１２は、建具本体５の両面５ａ，５ｂに設けられたノブ６の双方に接続している。受信回路１１及び送信回路１２は、建具本体５に設けられた電源や外部電源により動作する。受信回路１１は、両面５ａ，５ｂに設けられたノブ６の双方を介して、各種の電磁波（主に電波）を受信可能である。こうして、受信回路１１は、建具本体５の両面５ａ，５ｂそれぞれの電磁波を受信可能である。また、受信回路１１は、両面５ａ，５ｂのうち一方の面側に設けられたノブ６を介して、各種の周波数の電磁波（主に電波）を受信すると、受信した電磁波を送信回路１２に伝える。

送信回路１２は、両面５ａ，５ｂに設けられたノブ６の双方を介して、各種の電磁波（主に電波）を送信可能である。こうして、送信回路１２は、建具本体５の両面５ａ，５ｂそれぞれに電磁波を送信可能である。送信回路１２は、所定の情報（建具本体５に取り付けられた環境センサー４の検出結果）を示す電磁波を送信する。また、送信回路１２は、受信回路１１が受信した電磁波（主に電波）と同じ情報を示す電磁波を、電磁波を受信した一方の面の反対側の他方の面側のノブ６を介して送信する。こうして、電磁波送受信回路１０は、両面５ａ，５ｂのうちの一方の面側のノブ６を介して受信回路１１が所定の情報を示す電磁波を受信すると、受信回路１１が受信した電磁波と同じ情報を示す電磁波を、送信回路１２が他方の面側のノブ６から送信する。また、送信回路１２は、受信回路１１が受信した電磁波と同じ情報と、前述した情報（建具本体５に取り付けられた環境センサー４の検出結果）とを合わせた電磁波を送信しても良く、受信回路１１が受信した電磁波と同じ情報を示す電磁波と、前述した情報（建具本体５に取り付けられた環境センサー４の検出結果）を示す電磁波とを、独立して送信しても良い。こうして、電磁波送受信回路１０は、受信回路１１が受信した建具本体５のいずれか一方の面側の所定の情報を示す電磁波と同じ情報と、建具本体５に取り付けられた環境センサー４の検出結果を示す情報とを合わせた電磁波を、建具本体５の他方の面側から送信しても良い。

なお、本発明でいう電磁波とは、空間の電場と磁場の変化によって形成された波（波動）のこと所謂電磁波と、磁場の変化によって形成された波（波動）のこと所謂磁波とをいう。実施形態１では、所謂電磁波のうちの光を除くものをいい、主に、電磁波のうちの光よりも周波数が低い所謂電波を示している。

また、複数の建具３のうちの一つの建具３の電磁波送受信回路１０の受信回路１１は、複数の建具３のうちの他の建具３の電磁波送受信回路１０の送信回路１２が送信した電磁波を受信する。そして、前記一つの建具３の電磁波送受信回路１０の送信回路１２は、複数の建具３のうちの他の一つの建具３の電磁波送受信回路１０の受信回路１１に向けて電磁波を送信する。こうして、建造物内無線通信システム１は、建具３間で電磁波の送受信を繰り返し行なって、住宅２中での情報の送受信（所謂アドホック通信）を可能とする。

なお、本発明では、電磁波送受信回路１０は、必要に応じて、受信回路１１が受信した電磁波を増幅する増幅回路を備えても良い。また、電磁波送受信回路１０の駆動用の電力を、有線や、所謂、磁気共鳴方式、電磁誘導方式などにより給電しても良い。

サーバー１８は、住宅２の適宜箇所に設置されている。サーバー１８には、受信手段１９が接続されている。受信手段１９は、建具３の送信回路１２が送信した電磁波を受信（無線受信）する。受信手段１９は、建具３の送信回路１２が送信した環境センサー４の検出結果即ち各空間８の環境を示す情報を受信（無線受信）し、サーバー１８に出力する。

サーバー１８は、受信手段１９が受信した各空間８の環境を示す情報を、これを受信した時間とともに記憶する。また、サーバー１８には、表示端末２０が接続している。

表示端末２０は、住宅２の所定箇所に設置されている。なお、本実施形態では、表示端末２０は、住宅２のリビングキッチン８ａに設置されている。表示端末２０は、液晶表示装置などの周知の表示装置で構成され、かつ受信手段１９が受信した各空間８の環境を示す情報を表示する。

前述した構成によれば、本実施形態に係る建造物内無線通信システム１は、各建具３に設けられた環境センサー４が、所定時間毎に、当該環境センサー４が面する空間８の戸口付近の環境を検出して電磁波送受信回路１０の送信回路１２に出力する。送信回路１２は、所定の周波数の電磁波を双方のノブ６から送信することで、環境センサー４の検出結果を示す所定の情報を送信する。そして、建造物内無線通信システム１は、建具３の受信回路１１が一方の面側の所定の情報を示す電磁波を受信すると送信回路１２が他方の面側から一方の面側から受信した電磁波と同じ情報を示す電磁波を送信することで、各建具３の環境センサー４の検出結果を示す情報をサーバー１８に伝達する。そして、建造物内無線通信システム１は、サーバー１８が各建具３の環境センサー４の検出結果を示す情報を記憶するとともに、表示端末２０に表示させる。

また、本実施形態に係る建造物内無線通信システム１は、住民が不在の住宅２の建具３としての玄関用扉３ａの送信回路１２が、住民が帰宅したことを示す電磁波を送信し、この電磁波を建具３が順に伝播することで、各空間の照明機器や暖房機器などの所定の機器を動作させるようにしても良い。

上記のように構成された建具３は、住宅２内の空間８同士を仕切る建具本体５に、一方の面側の電磁波を受信すると他方の面側に同じ情報を示す電磁波を送信する電磁波送受信回路１０を設けているので、建具本体５や空間８同士を仕切る壁面が電磁波を通しにくい材料）で構成されていても（アルミ箔を含んだ断熱材を用いたり、熱交換用のアルミニウム製のダクトを設けたりしても）、建具本体５の一方の面側から他方の面側に電磁波を伝えることができる。このために、住宅２内での円滑な無線通信を行なうことができる。また、建具３の建具本体５に電磁波送受信回路１０を設けているので、既存の住宅２などの建造物であっても、建具３に交換することによって、内部での円滑な無線通信を行なうことができなかった建造物であっても、当該建造物の無線通信環境を改善することができる。

また、建具３は、建具本体５の一方の面と他方の面との双方に電磁波を送受信可能な表面部材としてのノブ６を設けているので、ノブ６を通して電磁波を確実に送受信することができる。また、電磁波を送受信するために、建具本体５の鉛直方向の中央に設けられたノブ６を用いるので、建具本体５の一方の面側から他方の面側に電磁波を確実に伝えることができ、住宅２内での円滑な無線通信を確実に行なうことができる。

また、電磁波送受信回路１０が受信した電磁波と同じ情報と、環境センサー４の検出結果を示す情報とを合わせた電磁波を建具本体５の他方の面側から送信する場合には、建具３は、各建具３に設けられた環境センサー４の検出結果をサーバー１８に確実に伝えることができ、住宅２内での所謂アドホック通信を行なうことができる。また、アドホック通信を行なうことができるので、各建具３に設けられた送信回路１２の出力を抑制することができ、省エネルギーを図ることができ、複数の建具３に設けられた送信回路１２の送信した電磁波同士が干渉することを抑制できる。

［変形例］
次に、前述した実施形態１に係る建造物内無線通信システム用ドア及び建造物内無線通信システムの変形例を図面に基いて説明する。なお、前述した実施形態１と同一部分には、同一符合を付して説明を省略する。図３は、実施形態１に係る建造物内無線通信システム用建具の変形例の概略の構成を示す図である。

本変形例では、図３に示すように、建具３の建具本体５に発電デバイス１３と、蓄電回路１４を設けている。発電デバイス１３として、光発電素子、電波発電素子（レクテナ）、振動発電素子（圧電素子、コイルと永久磁石を備えたもの、エレクトレット）、熱電発電素子（ペルチェ素子）などを用いることができる。発電デバイス１３は、発電した電力を蓄電回路１４に供給する。蓄電回路１４は、発電デバイス１３が発電した電力を充電（蓄電）し、蓄電した電力を電磁波送受信回路１０に供給する。

本変形例によれば、前述した実施形態１の効果に加えて、建具３の外部から電磁波送受信回路１０を駆動するために供給する電力を抑制することができるので、維持管理に係るコストを低減させることができるとともに、既存の建造物に容易に施工しやすくなるという効果を奏でる。

［実施形態２］
次に、前述した実施形態２に係る建造物内無線通信システム用ドア及び建造物内無線通信システムを図面に基いて説明する。なお、前述した実施形態１及び変形例と同一部分には、同一符合を付して説明を省略する。図４は、実施形態２に係る建造物内無線通信システムを示す概略構成図、図５は、実施形態２に係る建造物内無線通信システム用建具の概略の構成を示す図である。

実施形態２の建造物内無線通信システム１の建具３は、実施形態１と同様に、図４に示すように、建造物としての住宅２の空間８同士を仕切るものである。

また、実施形態２の建造物内無線通信システム１では、複数の建具３のうちの少なくとも一つの建具３が、図５に示すように、予め定められた条件が成立すると、予め定められた周波数の電磁波（なお、実施形態２では、磁波）を、ノブ６などの表面部材を介して送信する送信回路２１を備えている。本実施形態では、送信回路２１は、建具３としての玄関用扉３ａに設けられ、住民が不在の住宅２に、住民が帰宅した条件（鍵が開けられるなどの条件）が成立すると、予め定められた周波数の電磁波をノブ６を介して送信する。

また、実施形態２の建造物内無線通信システム１では、複数の建具３のうちの送信回路２１が設けられていない建具３には、図５に示すように、前記所定の周波数の電磁波により磁気共鳴する電磁波送受信手段としての共鳴回路２２と、共鳴回路２２が磁気共鳴すると予め定められた照明機器や暖房機器などの各種の機器を動作させるためのドライバ２３が設けられている。共鳴回路２２は、複数の建具３間で磁気共鳴することで、前記所定の周波数の電磁波を送受信しあうものである。共鳴回路２２は、周知のコイルやコンデンサなどで構成されている。本実施形態では、ドライバ２３は、住民が不在の住宅２に住民が帰宅した際に動作させることが望ましい機器を駆動させるものである。ドライバ２３は、共鳴回路２２が磁気共鳴することをトリガとして、前述した機器を駆動させる。実施形態２では、共鳴回路２２が前記所定の周波数の電磁波により磁気共鳴することにより、当該共鳴回路２２が、建具本体５のいずれか一方の面側の所定の情報を示す電磁波を受信すると、一方の面側から受信した電磁波と同じ情報を示す電磁波を建具本体５の他方の面側から送信することとなる。

実施形態２に係る建造物内無線通信システム１は、住民が不在の住宅２に住民が帰宅して、玄関用扉３ａの送信回路２１が、住民が帰宅したことを示す所定の周波数の電磁波を送信する。すると、複数の建具３に設けられた共鳴回路２２が磁気共鳴して、各空間８の照明機器や暖房機器などのドライバ２３に接続された予め定められた所定の機器を動作させる。

上記のように構成された実施形態２に係る建具３は、前述した実施形態１の効果にくわえて、磁気共鳴する共鳴回路２２を用いて、所定の周波数の電磁波を伝播させるので、外部から供給される電力を極力抑制しながらも、住宅２内での円滑な無線通信を行なうことができる。

なお、上述した本発明の実施形態に係る建造物内無線通信システム１及び建造物内無線通信システム用建具３は、上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。

１建造物内無線通信システム
２住宅（建造物）
３建具（建造物内無線通信システム用建具）
５建具本体
５ａ，５ｂ面
６ノブ（表面部材）
１０電磁波送受信回路（電磁波送受信手段）
１１受信回路（受信手段）
１２送信回路（送信手段）
２２共鳴回路（電磁波送受信手段）

Claims

建造物の空間同士を仕切る建具本体と、
前記建具本体のいずれか一方の面側の所定の情報を示す電磁波を受信すると、一方の面側から受信した電磁波と同じ情報を示す電磁波を、前記建具本体の他方の面側から送信する電磁波送受信手段とを、備える、
ことを特徴とする建造物内無線通信システム用建具。
前記建具本体の前記一方の面と前記他方の面との双方に設けられ、かつ前記電磁波を送受信可能な表面部材を、備える、
ことを特徴とする請求項１記載の建造物内無線通信システム用建具。
前記建具本体に設けられた環境センサーを更に備え、
前記電磁波送受信手段が、
前記建具本体のいずれか一方の面側の所定の情報を示す電磁波と同じ情報と、前記環境センサーの検出結果を示す情報とを合わせた電磁波を、前記建具本体の他方の面側から送信する、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の建造物内無線通信システム用建具。